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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • [2018年IEEE工业应用学会年会(IAS) - 美国俄勒冈州波特兰市 (2018.9.23-2018.9.27)] 2018年IEEE工业应用学会年会(IAS) - 面向空间应用的太阳能转换系统设计与优化

    摘要： 本手稿详细介绍了一种适用于太空应用的500千瓦太阳能微电网系统设计方案。该设计方法采用遗传算法进行多目标优化，综合考虑了表征太阳能微电网的四个关键参数（电池电压、光伏最大功率、光伏最大功率点电压及每串电池板数量）。最终优化指标为日均可输送功率与系统总质量之比（瓦/千克）。该微电网系统由多个?？榛绷?直流微型转换器构成，其中评估比较了四种拓扑结构（降压型、升压型、升降压型及无极性升降压型），确定无极性升降压转换器为最佳方案，并提供了经分析验证的最优系统特性。最终系统设计实现了35.56瓦/千克的比功率，优化参数包括：743.7伏电池电压、439.5瓦光伏最大功率、182.7伏光伏最大电压及每串三块电池板配置?；谟呕峁?，研制了原型机并针对效率与低温可靠性进行测试分析。该转换器峰值效率达98.4%，功率密度3.54瓦/立方厘米，比功率3.76瓦/克，在0℃至-140℃条件下完成超过267小时的11分钟低温循环测试。

    关键词： 宽带隙半导体、微电网、升压-降压变换器（非反相）、最大功率点跟踪器、太空探索、光伏系统、设计优化、直流-直流电源转换器、系统级设计、低温测试

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 空间应用太阳能转换系统的设计与优化

    摘要： 本手稿详细阐述了一种适用于太空应用的500千瓦太阳能微电网系统设计方案。该设计方法采用遗传算法进行多目标优化，综合考虑表征太阳能微电网的四个关键参数（电池电压、光伏最大功率、光伏最大功率点电压及每串电池板数量）。最终优化指标为日均可输送功率与系统总质量之比（瓦/千克）。该微电网系统由多个?？榛绷?直流微型转换器构成，研究评估并比较了四种拓扑结构（降压型、升压型、升降压型及无极性升降压型），确定无极性升降压转换器为最优方案，并提供经分析验证的最优系统特性参数。最终系统设计实现35.56瓦/千克的比功率，优化参数包括：743.7伏电池电压、439.5瓦光伏最大功率、182.7伏光伏最大电压及每串三块电池板配置。基于优化结果，研究团队设计原型机并通过效率测试与低温可靠性验证。该转换器峰值效率达98.4%，功率密度3.54瓦/立方厘米，比功率3.76瓦/克，在0℃至-140℃环境下完成超过267小时、每次11分钟的低温循环测试。

    关键词： 低温测试、光伏系统、宽禁带半导体、最大功率点跟踪器、设计优化、升压-降压转换器（非反相）、太空探索、系统级设计、直流-直流电源转换器、微电网

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 动态局部阴影条件下光伏全局峰值跟踪器快速自适应粒子群优化策略的仿真与实验验证

    摘要： 光伏阵列在均匀光照条件下具有单峰P-V特性。而当光伏阵列受光不均（即"局部阴影条件PSCs"）时，其P-V曲线会出现多个峰值。由于元启发式技术在追踪多应用场景全局峰值(GP)时具有鲁棒性，本文采用该技术作为PSCs条件下的光伏系统最大功率点跟踪器(MPPT)。研究使用粒子群优化(PSO)算法实现此功能，并通过新型快速自适应PSO(APSO)策略解决了三个关键问题：通过将DC-DC升压转换器占空比初始值预设在预期峰值位置，解决了收敛时间过长的问题，既缩短了收敛时长又避免了早熟收敛；通过当连续两次迭代未检测到功率变化时用当前最大功率更新记忆中的GP，解决了存储GP可能阻碍算法捕获更低新峰值的问题；通过将预期峰值处的占空比更新值作为粒子初始值，解决了PSCs突变问题。据作者所知，这些问题在现有文献中均未讨论或解决。与现有随机初始化PSO策略相比，本APSO技术在追踪速度和动态GP跟踪方面具有显著优势。仿真结果表明，该策略始终能在动态PSCs变化条件下准确追踪全局峰值。

    关键词： 部分阴影条件、光伏、动态辐照度变化、最大功率点跟踪器、全局峰值、自适应粒子群优化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用集成最大功率点跟踪器的直流-直流转换器缓解光伏系统局部阴影影响的分析与实验验证

    摘要： 集成最大功率点跟踪直流-直流转换器（IDCCM）是一种可用于提升光伏发电系统输出功率的电子设备。尽管具有潜在优势，但目前缺乏全面分析不同局部阴影条件下IDCCM性能的研究。因此，本研究提出一种分析方法，用于评估不同阴影模式/强度、辐照度和温度下采用IDCCM的系统性能。为验证分析结果，将SPV 1020升压型IDCCM设备集成至2千瓦峰值实验测试平台，并以仅使用旁路二极管的传统系统作为基准进行对比。结果表明：IDCCM能确保中央逆变器持续追踪全局峰值，从而提升其性能；同时发现IDCCM性能与阴影强度相关——低强度阴影时可从遮阴?？樘崛∧芰浚咔慷纫跤笆毙Ч患?；此外无阴影条件下，IDCCM因内部运作产生的持续功率损耗会抵消其获得的能量增益。

    关键词： 最大功率点跟踪器，局部阴影，直流-直流转换器，光伏，IDCCM

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于花授粉算法的分数阶混沌映射在光伏系统局部阴影抑制中的应用

    摘要： 太阳能光伏（PV）系统已备受瞩目，引起了能源工程师、政府和研究人员的广泛关注。为克服光伏系统的非线性特性及环境条件影响以实现最大效益，寻找稳健的最大功率点跟踪方法至关重要。二十余年来，众多学者提出了多种MPPT方法，但均未从一致性、可靠性及多次运行稳健性角度评估其性能。多数研究者仅考察单一配置，且未考虑辐照条件的动态变化。为此，本文作者创新性地将分数阶混沌映射与花朵授粉算法（FPA）相结合，提出分数阶混沌花朵授粉算法（FC-FPA）这一新型优化技术。该技术助力FPA在不同局部阴影模式（含多种光伏阵列配置）下提取全局最大功率点（GMPP）。研究团队在五种局部阴影工况下测试评估了FC-FPA技术：前三种工况采用Shell S36光伏组件构建的4S配置，另两种工况应用于Shell SM55光伏面板的4S2P配置。通过追踪突变阴影模式下的GMPP，验证了该改进算法的性能，并进行了多次运行的专项统计分析，同时与扰动观察法MPPT技术进行对比。结果表明：该方法具有快速收敛、零振荡、辐照动态变化响应迅速且行为一致等优势。

    关键词： 最大功率点跟踪器、花粉授粉算法、分数阶混沌映射、局部阴影条件

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 无电容器光伏组件在局部阴影条件下实现功率平衡的扩散电荷补偿策略

    摘要： 光伏阵列极易受到局部阴影影响，这种阴影会通过使特性曲线形成多个峰值而大幅降低输出功率，从而增加最大功率点跟踪器（MPPT）的运行难度。本文提出了一种新的扩散电荷补偿策略，用于增强局部阴影条件下阵列的发电能力。该策略无需旁路二极管和被动储能元件，利用组件固有的扩散电容在阴影期间实现功率平衡，从而降低成本与系统复杂度。通过在MATLAB/Simulink环境中的测试及多种局部阴影场景下的实验验证表明：与传统带/不带旁路二极管的光伏阵列相比，本策略能在局部阴影时使阵列特性曲线形成单一峰值，从而提升输出功率并改善MPPT的跟踪效率。此外，该策略在局部阴影条件下能使阵列输出功率显著提升，转换效率接近98%，展现出卓越性能。

    关键词： 光伏，发电，局部阴影，扩散电容，最大功率点跟踪器，电荷补偿

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 缓解并网光伏系统中模块失配效应的硬件方法：综述

    摘要： 本研究回顾了并网光伏系统中通过硬件方法缓解组件失配效应的技术。与最大功率点跟踪算法等软件方案不同，硬件技术因其能直接从未匹配组件中提取能量的固有特性，更有利于提升发电量。尽管需要额外电路成本，但硬件技术凭借长期经济效益近年日益受到青睐。然而与已有大量权威综述的软件方案相比，目前尚缺乏针对三大主流硬件方案（微型逆变器、直流功率优化器和能量回收电路）技术进展的更新评述。因此，本文适时撰写综合评述，旨在提供最新拓扑结构信息，分析其优缺点，并评估它们的性能对比。

    关键词： 微型逆变器、硬件解决方案、最大功率点跟踪器、光伏、直流电源优化器、能量回收、局部阴影、组件失配

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种混合蛙跳与模式搜索算法用于由光伏电网和热力发电机组成的两区域系统负荷频率控制器设计

    摘要： 混合蛙跳算法（SFLA）是一种受自然启发的元启发式群体优化算法，其模拟了模因的社会行为。该算法由可通信的虚拟青蛙群体构成，并划分为多个模因群。为提升原始SFLA在各类优化任务中的表现，研究者通过增加算法复杂度进行了诸多改进尝试。本文提出将SFLA与模式搜索算法相结合的混合方法，由此形成的改进技术命名为混合蛙跳-模式搜索算法（hSFLA-PS）。通过多个基准测试函数对比表明，该混合算法在实施时间和解的质量方面均优于原始SFLA。进一步地，本研究将该混合方法应用于工程领域实际场景——为包含光伏电网和热力发电机的两区域电力系统设计比例-积分-微分（PID）频率调节控制器。实验结果显示：相较于采用遗传算法（GA）和萤火虫算法（FA）整定的传统控制器，基于hSFLA-PS的PID控制器在负荷频率控制方面具有更优效能。

    关键词： 自动发电控制（AGC）、多区域多源电力系统、最大功率点跟踪器（MPPT）、混合混合蛙跳与模式搜索算法（hSFLA-PS）、PID控制器、负荷频率控制（LFC）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于光伏应用的改进型混合多电平逆变器，采用智能物联网系统并减少开关数量

    摘要： 物联网（IoT）风电场基础采用配备无线通信的小型风力涡轮机构建。本研究提出有界统一电能质量调节器以提升风能系统的电能质量。通过集群计算可轻松调整不同风机间距（尾流距离）进行评估。为离线分析风机功率设计，风电场每台风机均配置物联网设施并采集远程数据。本项目提出新型太阳能发电系统，包含DC/DC控制变换器与开关数量优化的新型多电平逆变器。该DC/DC控制变换器采用SEPIC升压拓扑，将光伏阵列输出电压转换为三个具有不同连接方式的独立电压源。所设计的九电平逆变器基于全桥控制变换器与电容选相方案：电容保护电路将DC-DC电压变换器的三路输出转换为四电平直流电压，全桥控制变换器再将四电平单向直流电转换为九电平双向交流电。新型太阳能发电系统生成与负载匹配的正弦波输出电流并馈入电网。该九电平逆变器的显著特点是仅使用九个半导体开关，且高频换相时仅需操作单个开关。已搭建模块化测试平台验证该太阳能发电时序系统的性能。

    关键词： 光伏阵列，最大功率点跟踪器（MPPT），九电平逆变器，电容选择电路

    更新于2025-09-04 15:30:14